发电厂电气部分--绪论

发电厂电气部分电力工程系焦在滨课程简介学习本课程的目的和意义树立工程观点，了解工程实际了解电力系统电能生产、传输及分配的过程掌握电气主系统的设计方法了解电气设备的控制及运行理论课程简介本课程的特点简单琐碎感性理论与实践并重本课程是电力系统及其自动化专业模块的核心专业课，是对从事电力系统实际工作帮助最大的专业课程之一，其本身具有简单、感性、理论与实践并重的特点课程简介参考书《发电厂电气部分》第四版熊信银、朱永利中国电力出版社课程简介教学环节及成绩评定课堂讲授上机实践大作业及课后自学环节考试90%+其他10%课程简介主讲教师电话：82663572手机：[phone]邮箱：[e-mail]位置：电力工程系东二楼141室绪论现代电力系统的形成1831法拉第电磁感应定律1882直流输电1885变压器1891三相交流输电系统95V15.2kV13.8kV112V绪论现代电力系统的形成提高供电可靠性减少备用容量、减少系统装机容量合理利用能源，发挥清洁能源的作用采用高效率大容量的火电机组提高经济性绪论世界电力工业发展1875巴黎北火车站建成世界上第一座火电厂1879旧金山试验电厂开始发电1913全世界年发电量达500亿千瓦时1930s美国成为世界上电力工业的先进国家1970s大机组、大电厂、超/特高压输电、联合电力系统绪论世界电力工业发展1935美国将输电电压等级提高到287kV1952瑞典建成380kV输电线路（二分裂）1959前苏联建成500kV输电线路（850km）1960s750kV（735/750/765）先后建成1985前苏联建成1150kV输电线路绪论中国电力工业发展1879爱迪生发明了世界上第一盏电灯1882上海南京路上点亮了中国第一盏电灯1888清廷皇宫安装了电灯1949发电容量184.86万千瓦，年发电量43.1亿kWh，人均年占有发电量不足10kWh绪论中国电力工业发展绪论中国电力工业发展1970葛洲坝工程开工建设1972刘-天-关330kV输变电工程投运1981平-武500kV输变电工程竣工1989葛-上直流工程（±500kV）单极投运2005官亭-兰州东750kV输变电工程投运2009晋东南-南阳-荆门特高压示范工程投运绪论中国电力工业发展电网电压等级第一条500kVAC：1981年12月河南平顶山-湖北武昌。第一条330kVAC：1972年6月甘肃刘家峡-天水-陕西关中(眉县)。各电网已形成500kV或330kV的骨干网架。第一条±500kVDC：1989年9月，湖北葛洲坝-上海南桥。第一条750kVAC：2005年9月青海官亭-甘肃兰州东。绪论中国电力工业发展1989华中-华东联网（葛-上直流）2001华北-东北联网（姜家营-绥中）2005华中-华北联网（辛安-获嘉）2005华中-西北联网（灵宝）绪论中国电力工业发展区域电网互联1989年9月，±500kVDC2001年5月，500kVAC2003年6月，500kVAC2003年9月，500kVAC2004年6月，±500kVDC2005年6月，直流背靠背绪论中国电力工业发展绪论中国电力工业发展绪论中国电力工业发展绪论中国电力工业发展绪论中国电力工业发展绪论中国电力工业发展绪论中国电力工业发展绪论中国电力工业发展绪论中国电力工业发展绪论中国电力工业发展绪论中国电力工业发展绪论电力工业的基本任务：为国民经济各部门和人民生活提供充足、可靠、优质、廉价的电能。电力工业的发展方向：厂网分开，竞价上网，实现高度自动化，西电东送，南北互供，走向联合电力系统。绪论我国电力工业面临的挑战电力供需矛盾难以根本缓解资源制约日趋严重环境压力巨大对供电可靠性和电能质量的要求不断提高绪论我国电力的发展趋势及相关技术做好电力规划，加强电网建设联合电力系统市场化改革洁净煤发电技术新能源的应用智能电网技术绪论智能电网技术美国智能电网的发展历程EPRI开始“Intelligrid”(智能电网）研究布什总统要求美国能源部（DOE）致力于电网现代化，DOE发布“Grid2030”DOE启动电网智能化(GridWise）项目DOE与NETL合作发起了“现代电网(MGI)”研究,TheModernGridInitiative:aVisionforthemoderngrid.Mar.2007.NETL之后，研究机构、信息服务商和设备制造商与电力企业合作，纷纷推出自己的智能电网方案和实践奥巴马将智能电网提升为美国国家战略智能电网国外智能电网研究概况国外智能电网研究概况欧洲智能电网的发展历程成立“智能电网(SmartGrids)欧洲技术论坛”提出智能电网愿景，制定（1）《欧洲未来电网的远景和策略》（2）《战略性研究议程》《战略部署文件》报告20052006各国开展自己的智能电网建设探索,应对21世纪的各种挑战和机遇智能电网3）TheSDDStrategicDeploymentDocument1）EuropeanSmartagridsTechnologyPlatform：VisionandStrategyforEurope’sElectricityNetworksoftheFuture欧洲智能电网技术平台：欧洲未来电网的远景和策略2）StrategicResearchAgendaforEuropesElectricityNetworkofthefuture欧洲未来电网的战略研究议程战略部署文件国外智能电网研究的驱动力驱动因素美国:2003年美加大停电后，美国电力行业决心利用信息技术对陈旧老化的电力设施进行彻底改造，开展智能电网研究，以期建设满足智能控制、智能管理、智能分析为特征的灵活应变的智能电网欧洲:发展智能电网也有其独特的发展背景，欧洲智能电网的兴起主要是大力开发可再生能源、清洁能源，以及电力需求趋于饱和后提高供电可靠性和电能质量等需求所决定的。作为欧洲2020年及后续的电力发展目标，未来欧洲电网应满足如下需求:灵活性(Flexible)，在适应未来电网变化与挑战的同时，满足用户多样化的电力需求；可接入性(Accessible)，使所有用户都可接入电网，尤其是推广用户对可再生、高效、清洁能源的利用；可靠性(Reliable)，提高电力供应的可靠性与安全性以满足数字化时代的电力需求；经济性(Economic)，通过技术创新、能源有效管理、有序市场竞争及相关政策等提高电网的经济效益。欧盟理事会在2006年的绿皮书(GreenPaper)《欧洲可持续的、竞争的和安全的能源策略》(AEuropeanStrategyforSustainable，CompetitiveandSecureEnergy)”强调，欧洲已经进入一个新能源时代，能源政策最重要的目标必须是供电的可持续性、竞争性和安全性。概念、定义和特征定义（definition)以物理电网为基础（中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础），将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。智能电网主要具有坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化等特征(Characteristic)（要素KeyElements）：智能电网主要具有坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化等特征（要素、要求）：（1）坚强（Robust）在电网发生大扰动和故障时，电网仍能保持对用户的供电能力，而不发生大面积的停电事故；在自然灾害和极端气候条件下、或人为的外力破坏下仍能保证电网的安全运行；具有确保信息安全的能力和防计算机病毒破坏的能力。（2）自愈（Self-Healing）具有实时、在线连续的安全评估和分析能力，强大的预警控制系统和预防控制能力，自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。（3）兼容（Compatible）能支持可再生能源的正确、合理地接入，适应分布式发电和微电网的接入，能使需求侧管理的功能更加完善和提高，实现与用户的交互和高效互动。智能电网主要具有坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化等特征（要素、要求）：（4）经济(Economical)支持电力市场和电力交易的有效开展，实现资源的合理配置，降低电网损耗，提高能源利用效率。（5）集成（Integrated）实现电网信息的高度集成和共享，采用统一的平台和模型，实现标准化、规范化和精细化的管理。（6）优化（Optimized）优化资产的利用，降低投资成本和运行维护成本。名称：坚强的智能电网（StrongSmartGrid）4个特征（Characteristic）：（1）数字化：数字化电网、数字化电表与数字化用电设备（2）信息化：市场信息、电网信息、用户信息与宽带通信形成的信息平台（3）自动化：大电网安全稳定控制（高级智能调度），变电站自动化与用户用电系统智能控制（4）互动化：电网、发电与用户以信息为基础的互动国外专家认为未来智能电网技术应包括以下一些主要内容：先进的相量测量（PMU）和广域测量技术（WAMS）；先进的三维、动态、可视化调度技术；高级计量-无线、自动计量读数（Advancedmeteringinfrastructure—AMI）(Automaticmeterreading-AMR)；需求响应(DemandResponse)；(需求侧管理DSM)先进的配电自动化–高级配电运行(ADO)功能使“自愈”(SelfHealing)成为可能；分布式发电技术(DistributedGenerationorDistributedEnergyResources---DGorDER)电力储能技术(蓄电池、混合动力电动汽车-1kWh=5~6公里）等2016年～2020年引领提升阶段，基本建成坚强智能电网，使电网的资源配置能力、安全水平、运行效率，以及电网与电源、用户之间的互动性显著提高。2011年～2015年全面建设阶段，加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。2009年～2010年规划试点阶段，重点开展坚强智能电网发展规划工作，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点工作。第一阶段第二阶段第三阶段国家电网公司将分三个阶段推进坚强智能电网的建设：智能电网贯穿发、输、配、用全过程，通过智能电网的建设，电力系统各领域都将产生质的飞跃。优化的电厂选址鼓励可再生能源投资严格的排放管理有效的成本管理可靠经济的设备管理灵活的竞价策略发电优化的电网规划具有“自愈”特征的坚强电网安全、可靠、节能、经济的优化调度适应各种类型的发电资源更高的设备利用水平更低的传输网损可靠经济的设备管理更可靠的电力传输输电科学经济的配网规划自适应的故障处理能力更迅速的故障反应更可靠的电力供给更出色的电能质量可靠经济的设备管理支持分布式能源和储能元件与用户的更多交互配电更具竞争力的市场营销策略针对用户需求定制服务允许用户向电网提供多余的电力根据用户的信用控制电力的供给用电可研究的主要领域及内容智能电网装备技术广域量测技术时间同步技术状态监测技术电子式互感器技术控制保护一体化技术柔性输配电技术一体化智能设备技术可研究的主要领域及内容智能输电技术智能电网下大型可再生能源的接入技术大电网安全稳定运行控制技术未来电网控制中心建设技术具备分布决策功能的智能变电站技术输变电设备智能管理技术智能电网下的电力市场技术智能电网下的现代企业管理技术智能电网下的电网规划技术可研究的主要领域及内容智能配电技术风险预警预控及智能报警技术配电网自愈控